JP6272195B2 - 弾性構造体の製造方法及び締付バンドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、環状に形成されたバンド部材を縮径させて被締付け物を締め付ける締付けバンドに好適に用いられる弾性構造体の製造方法及び締付けバンドの製造方法に関する。

例えばホースクランプには、内外バンド端を重なるように環状に形成し、締付け装置を内側バンド部に固定して締付けねじを外側バンド部に形成された刻み目（スリット）と噛み合うように組み付けられる。締付けねじを所定方向に回転させるとバンド部材が縮径し、反対方向に回転させるとバンド部材が拡径するようになっている。

このホースクランプは、被締付け物（ホース等）が経年劣化して締付け力が作用し難くなることを防ぐため、バンド部材の内周面に弾性構造体（ばね装置）を装着することが行われている。ばね装置は、例えばプレート上に湾曲した板ばねを重ねて一体に組み付けられる。板ばねは複数の凹凸を有する波形状に成形され、中央の凹部にプレート両側面に形成された一対の固定爪をかしめて折り重ねることにより一体に組み付けられている。また、プレートの長手方向両側においても幅方向に一対の固定爪が各々形成されており、これらの固定爪をバンド部材の外周面に折り重ねることでばね装置がホースクランプに装着される（特許文献１；図１，図２参照）。

特公平７−２６７１１号公報

上述した特許文献１の弾性構造体は、プレートと板ばねを個別のプレス金型を用いて生産されるために、生産コストが増大する。
また、プレートと板ばねを各々生産した後で重ね合わせて、プレートに形成された一対の固定爪を板ばねにかしめて折り重ねることにより形成されるため、生産工程が嵩んで生産効率や作業性も低下する。

本願発明の目的は上記従来技術の課題を解決し、低コストで生産性を向上させた弾性構造体の製造方法及びこれを用いて被締付け物から締付反力が得られなくても弾性構造体により締付け反力を補って締付け可能なシール性がよく生産効率の良い締付けバンドの製造方法を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備えることを特徴とする。
即ち、長尺状の金属帯板材が順送金型間を順送され、フレーム部に第一連結部を介して連結し当該フレーム部の長手方向に沿って形成されたプレートに対応する第一金属板材と、前記第一金属板材に第二連結部を介して連結し当該第一金属板材の長手方向に沿って形成された弾性体に対応する第二金属板材と、をプレスにより打ち抜いて形成する打ち抜き工程と、前記打ち抜き工程後、前記第二金属板材に対して長手方向両側に設けられる平坦部に連続して前記プレートより曲率が大きく下に凸となる少なくとも一のばね部を有する前記弾性体を湾曲形成する第一成形工程と、前記第一成形工程後、前記第一金属板材全体を前記ばね部より曲率が小さく上に凸となる湾曲凸面を有するプレートを形成する第二成形工程と、前記第二形成工程後、前記弾性体を前記第二連結部にて折り曲げて前記ばね部が前記湾曲凸面上に突設されるよう前記プレート上に前記平坦部を重ね合せた弾性構造体を形成する重ね合わせ工程と、前記弾性構造体を前記フレーム部と接続する第一連結部を切断して個片化する切断工程と、を含み、個片化された前記弾性構造体は、前記プレートの湾曲凸面上に前記第二連結部を介して連結された前記弾性体が前記平坦部を重ね合わせ、前記ばね部が前記湾曲凸面から突設されていることを特徴とする。

これにより、長尺状の金属帯板材を順送金型へ連続送りしながらプレス加工を行って、曲率の異なるプレートと弾性体とを順送金型を用いて一体に成形し、プレートの湾曲凸面上に曲率の異なるばね部が湾曲凸面上に突設されるように重ね合わせた弾性構造体を一体に形成することができ、生産効率が良く、低コストで生産性が向上する。

前記第一成形工程において、前記ばね部を形成する際に前記弾性体の短手方向中央部に湾曲凸面を凹ませた絞り部を前記弾性体の長手方向に沿って合わせて形成するようにしてもよい。これにより、弾性体を成形する際に同時に絞り加工を行って工数を削減しながら補強されたばね部を製造することができる。

前記第一成形工程後、前記第一金属板材の前記第一連結部が連結する端面部に折曲げ部が前記第一金属板材の長手方向に沿って起立形成されるようにしてもよい。
これにより、工数を削減しながら締付け力に対する被締付け物からの反力が作用するプレートの強度向上を図ることができる。

このとき、前記打ち抜き工程において、前記フレーム部と前記第一連結部を介して連結する前記第一金属板材の連結部位となる端面部両側にノッチが各々形成されていることが望ましい。これにより、第一金属板材に対して折曲げ部を折り曲げ加工しやすくなる。

また締付けバンドの製造方法上述したいずれかの弾性構造体の製造方法を用いて製造された弾性構造体が、環状に形成されたバンド部材の内周面に前記ばね部が当接するように前記プレート部を接合されて一体に組み付けられることが好ましい。
これにより、被締付け物から締付反力が得られなくても弾性構造体により締付け反力を補って締付け可能なシール性のよい締付けバンドを効率よく生産することができる。

上述したように、低コストで生産性を向上させた弾性構造体及びその製造方法を提供することができ、これを用いて被締付け物から締付反力が得られなくても締付け可能なシール性のよい締付けバンド及び生産効率の良い締付けバンドの製造方法を提供することができる。

弾性構造体の加工前後の状態を示す斜視図である。 図１の弾性構造体の製造工程を示す平面図及び上面図である。 弾性構造体の締付けバンドに対する組み付け例を示す正面説明図である。

以下、本発明を実施するための形態に図面を参照して説明する。
先ず、弾性構造体が装着される一例として等速ジョイント用ブーツを締め付ける締付けバンドについて図３を参照して説明する。
等速ジョイント用ブーツは、ジョイントケースとシャフトの連結部を覆って、当該ジョイントケース内の軸受部に封入されたグリースの漏出や異物の侵入を防ぐために設けられる。尚、以下では、被締付け物に弾性を持たないもの、例えばトリポートジョイントを構成するアウタレースにグロメットなどの弾性部材を用いずに熱可塑性ポリエステル系エラストマー（ＴＰＥＥ）などの樹脂製ブーツを直接嵌め込んでその外周を締付けバンドにより縮径固定することを想定している。

図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、締付けバンド１は、金属帯状部材（例えばＳＵＳ４３０）が環状に形成されたバンド部材２を備えている。バンド部材２は、両端の内周面が抵抗溶接により接合された接合部２ａにより環状に形成されている。また、接合部２ａには弧状に形成されたレバー３（例えばＳＵＳ４３０）が抵抗溶接により固定されている。レバー３はバンド部材２の外周面に当接する一端側３ａを支点として他端側３ｂを傾倒させることによりバンド部材２を縮径させることができる。

また、バンド部材２の内周面にはバックル４（例えばＳＵＳ４３０）が抵抗溶接により固定されている。バックル４は、バンド部材２の内周面に接合されるベース部４ａの両端から径方向外側に起立した折り曲げ片４ｂと、を備えており、バンド部材２の外周面に傾倒したレバー３に折り曲げ片４ｂを重ね合わせるように両側から折り曲げることで、レバー３の戻りを抑えて固定する。

また、バンド部材２の内周面には、接合部２ａの内周側の隙間を跨いで円周方向に沿って覆うように弧状のプレート５（例えばＳＵＳ４３０）が設けられている。プレート５は固定端５ａがバックル４に隣接して固定されるとともに、レバー３の傾倒により屈曲されたバンド部材２における接合部２ａの内周側の隙間を円周方向に沿って覆うように自由端５ｂが弧状に延設されている。

図３（Ａ）に示すように、プレート５はレバー３の支点（一端側３ａ）から曲げ応力を受けるため、プレート５の幅方向両側に径方向外側に向かって起立する一対の起立壁５ｃが長手方向に連続して設けられている。これにより、プレート５が断面コ字状に形成され、全体として断面係数を上げて変形し難いように補強されている。また、プレート５の補強構造としては、一対の起立壁５ｃを設ける代わりにプレート５の長手方向に沿って凹溝を形成してもよく、起立壁５ｃと凹溝を併用してもよい。

図３（Ｂ）に示すように、バンド部材２の内周面には、弾性変形可能な弾性構造体６が例えば両端部を抵抗溶接されて固定されている。弾性構造体６は、ばね特性を有するステンレス系金属材（例えばＳＵＳ３０１）が好適に用いられる。

弾性構造体６は、バンド部材２を縮径させた際に被締付け物（例えば樹脂製ブーツ）とバンド部材２との間で挟み込まれて被締付け物からの締付反力を付与する。
ここで弾性構造体６の構成を図１（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。弾性構造体６はプレート６Ａに積層された弾性体６Ｂ（ばね部６ｂ）を外力により弾性変形させてばね力を付与する。
プレート６Ａは、第一金属板材６ａ１（図１（Ａ）参照）をプレス成形して、湾曲した帯状に形成されている（図１（Ｃ）参照）。弾性体６Ｂは、第二金属板材６ａ２（図１（Ａ）参照）をプレス成形して湾曲したばね部６ｂと平坦部６ｃ１，６ｃ２が交互に形成されている（図１（Ｃ）参照）。第一金属板材６ａ１と第二金属板材６ａ２は連結部６Ｃ（後述する第二連結部６ｇ）を介して連結されている（図１（Ａ）参照）。弾性体６ｂは、連結部６Ｃを折り曲げてばね部６ｂが湾曲凸面６ａ上に突設されるようプレート６Ａ上に平坦部６ｃ１，６ｃ２を重ね合せて弾性構造体６が形成される（図１（Ｂ）（Ｃ）参照）。

プレート６Ａの連結部６Ｃと反対側端面部には、湾曲する凸面６ａから起立する折曲げ部６ａ３が長手方向に沿って起立形成されていてもよい（図１（Ｂ）参照）。これにより、締付け力に対する被締付け物からの反力が作用するプレート６Ａの強度向上を図ることができる。また、図１（Ａ）に示す第一金属板材６ａ１、第二金属板材６ａ２及び連結部６Ｃ（第二連結部６ｇ）は、例えばばね特性を有するステンレス系金属材（例えばＳＵＳ３０１）が好適に用いられる。

図１（Ｂ）（Ｃ）において、弾性体６Ｂはプレート６Ａより曲率が大きくなるように湾曲形成された少なくとも一のばね部６ｂと平坦部６ｃ１，６ｃ２を有する。具体的には、弾性体６Ｂには、連結部６Ｃ（第二連結部６ｇ）に連結した平坦部６ｃ１の両側に湾曲したばね部６ｂが各々形成されており、各ばね部６ｂの端部には平坦部６ｃ２が各々設けられている。尚、弾性体６Ｂに形成されるばね部６ｂの数は２カ所に限らず、それより多くても少なくてもよい。

また、弾性体６Ｂには、連結部６Ｃ（第二連結部６ｇ）に連結した平坦部６ｃ１の両側に湾曲したばね部６ｂが各々形成されており、各ばね部６ｂの中央には長手方向に沿って凹溝状の絞り部６ｂ１が各々形成されているのが好ましい。これにより、締付け動作や経時的に変形するばね部６ｂの強度を向上させることができる。

弾性体６Ｂはプレート６Ａの湾曲凸面６ａ１上に連結部６Ｃ（第二連結部６ｇ）を折り曲げて湾曲形成されたばね部６ｂが湾曲凸面６ａ上に突設されるように平坦部６ｃ１，６ｃ２を重ね合わせて配置されている。これにより、プレート６Ａ及び弾性体６Ｂが金属板材６ａから一体に形成され、連結部６Ｃ（第二連結部６ｇ）を折り曲げてプレート６Ａの湾曲凸面６ａ上にばね部６ｂが突設されるように平坦部６ｃ１，６ｃ２を重ね合わせて配置されるので、生産効率がよく生産コストも低減することができる。

上述したいずれかの弾性構造体６を、図３（Ｂ）に示すように環状に形成されたバンド部材２の内周面にばね部６ｂが当接するようにプレート６Ａを接合されて弾性構造体６が締付けバンドに一体に組み付けられていてもよい。これにより、被締付け物（例えば樹脂製ブーツ）から締付反力が得られなくても弾性構造体６のばね部６ｂにより締付け反力を補って締付け可能なシール性のよい締付けバンドを安価に提供することができる。

ここで、弾性構造体６の製造方法の一例について図２の工程図を参照して説明する。長尺状の金属帯板材６ａ０（例えばばね特性を有するステンレス材ＳＵＳ３０１等）が、パイロット孔６ｄを通して順送金型間へ順送されながらプレス加工されて弾性構造体６が製造される。尚、図２（Ａ）〜（Ｇ）の各工程は、連続するパイロット孔６ｄの位置で一工程が行われる場合を例示して説明するものとする。

具体的には、金属帯板材６ａ０にフレーム部６ｅに第一連結部６ｆを介して連結し当該フレーム部６ｅの長手方向に沿ったプレート６Ａに対応する第一金属板材６ａ１と、第一金属板材６ａ１に第二連結部６ｇを介して連結し当該第一金属板材６ａ１の長手方向に沿った弾性体６Ｂに対応する第二金属板材６ａ２と、をプレスにより打ち抜いて成形する（打ち抜き工程；図２（Ａ）参照）。第一金属板材６ａ１と第二金属板材６ａ２は、第一連結部６ｆ及び第二連結部６ｇ中心に左右対称に打ち抜き加工が施される（図２（Ｂ）参照）。尚、打ち抜き工程において、フレーム部６ｅと第一連結部６ｆを介して連結する第一金属板材６ａ１の連結部位となる端面部両側にノッチ６ｈが各々形成されていることが望ましい。これにより、後工程で第一金属板材６ａ１に対して折曲げ部６ａ２を折り曲げ加工しやすくなる。

次に、打ち抜き工程後、弾性体６Ｂに対して平坦部６ｃ１と平坦部６ｃ２との間に下に凸となる一対のばね部６ｂを湾曲形成する（第一成形工程；図２（Ｃ）参照）。このばね部６ｂの曲率は、後述するプレート６Ａより曲率が大きくなるように曲げ加工が施される。なお、ばね部６ｂは１カ所であっても、３カ所以上形成されていてもいずれでよい。

また、第一成形工程において、ばね部６ｂを形成する際に当該ばね部６ｂの中央部に凸面を凹ませた絞り部６ｂ１が合わせて形成される（図２（Ｃ）参照）。これにより、弾性体６Ｂを成形する際に同時に絞り加工を行って工数を削減しながら補強されたばね部６ｂを製造することができる。

また、第一成形工程の後において、第一金属板材６ａ１の第一連結部６ｆが連結する端面部に、折曲げ部６ａ３が長手方向に沿って起立形成されてもよい（図２（Ｄ）参照）。折曲げ部６ａ３の高さは、ノッチ６ｈの深さにより決まる。これにより、締付け力に対する被締付け物からの反力が作用するプレート６Ａの強度向上を図ることができる。

第一成形工程後、第一金属板材６ａ１にプレス加工して全体として上に凸となるように湾曲凸面６ａが形成されたプレート６Ａを形成する（第二成形工程；図２（Ｅ）参照）。このときのプレート６Ａの曲率は、ばね部６ｂの曲率より小さくなるように曲げ加工される。このとき、プレート６Ａと弾性体６Ｂとは、湾曲凸面が上下反転した状態で第二連結部６ｇを介して連結されている。

第二形成工程後、弾性体６Ｂをばね部６ｂが上に凸となるように第二連結部６ｇを折り曲げてプレート６Ａの湾曲凸面６ａ上に平坦部６ｃ１，６ｃ２を重ね合せた弾性構造体６を形成する（重ね合わせ工程；図２（Ｆ）参照）。このとき、プレート６Ａとフレーム部６ｅとは第一連結部６ｆにより連結されたままとなっている。

次いで弾性構造体６をフレーム部６ｅと接続する第一連結部６ｆを切断して個片化する（切断工程；図２（Ｇ）参照）。
これにより、プレート６Ａの湾曲凸面６ａ上に第二連結部６ｇを介して弾性体６Ｂが湾曲したばね部６ｂが突設されるように平坦部６ｃ１，６ｃ２を重ね合わせたまま個片化された弾性構造体６が製造される。

以上説明したように、金属帯板材６ａ０を順送金型へ連続送りしながら曲率の異なるプレート６Ａと弾性体６Ｂとを一体に成形し、プレート６Ａの湾曲凸面６ａ上に弾性体６Ｂが第二連結部６ｇに連結したまま平坦部６ｃ１，６ｃ２を重ね合わせて湾曲したばね部６ｂが湾曲凸面６ａ上に突設された弾性構造体６が製造される。このように、長尺状の金属帯板材６ａ０を順送金型へ連続送りしながらプレス加工を行って、プレート６Ａに弾性体６Ｂを重ね合わせた弾性構造体６を一体に製造することができるので、生産工程を省略して低コストで生産性が向上する。

また、上述した弾性構造体６の製造方法を用いて製造された弾性構造体６が、図３Ｂに示すように環状に形成されたバンド部材２の内周面にばね部６ｂが当接するようにプレート６Ａを接合されて一体に組み付けられることが好ましい。
これにより、被締付け物から締付反力が得られなくても弾性構造体６により締付け反力を補って締付け可能な締付け可能なシール性のよい締付けバンド１を効率よく生産することができる。

尚、弾性構造体６が装着される締付けバンド１としてワンタッチタイプ（レバー３を有するタイプ）について説明したが、内外バンド端どうしを重なり合うように引き寄せて係止するタイプの締付けバンドなど他のクランプ材に適用することも可能である。

１ 締付けバンド ２ バンド部材 ２ａ 接合部 ３ レバー ４ バックル ４ａ ベース部 ４ｂ 折り曲げ片 ５ プレート ５ａ 固定端 ５ｂ 自由端 ５ｃ 起立壁 ６ 弾性構造体 ６Ａ プレート ６Ｂ 弾性体 ６Ｃ 連結部（６ｇ 第二連結部） ６ａ０ 金属帯板材 ６ａ１ 第一金属板材 ６ａ２ 第二金属板材 ６ａ３ 折曲げ部 ６ａ 湾曲凸面 ６ｂ ばね部 ６ｂ１ 絞り部 ６ｃ１，６ｃ２ 平坦部 ６ｄ パイロット孔 ６ｅ フレーム部 ６ｆ 第一連結部 ６ｈ ノッチ

Claims (5)

1. 長尺状の金属帯板材が順送金型間を順送され、フレーム部に第一連結部を介して連結し当該フレーム部の長手方向に沿って形成されたプレートに対応する第一金属板材と、前記第一金属板材に第二連結部を介して連結し当該第一金属板材の長手方向に沿って形成された弾性体に対応する第二金属板材と、をプレスにより打ち抜いて形成する打ち抜き工程と、
   前記打ち抜き工程後、前記第二金属板材に対して長手方向両側に設けられる平坦部に連続して前記プレートより曲率が大きく下に凸となる少なくとも一のばね部を有する前記弾性体を湾曲形成する第一成形工程と、
   前記第一成形工程後、前記第一金属板材全体を前記ばね部より曲率が小さく上に凸となる湾曲凸面を有するプレートを形成する第二成形工程と、
   前記第二形成工程後、前記弾性体を前記第二連結部にて折り曲げて前記ばね部が前記湾曲凸面上に突設されるよう前記プレート上に前記平坦部を重ね合せた弾性構造体を形成する重ね合わせ工程と、
   前記弾性構造体を前記フレーム部と接続する第一連結部を切断して個片化する切断工程と、を含み、
   個片化された前記弾性構造体は、前記プレートの湾曲凸面上に前記第二連結部を介して連結された前記弾性体が前記平坦部を重ね合わせ、前記ばね部が前記湾曲凸面から突設されていることを特徴とする弾性構造体の製造方法。
2. 前記第一成形工程において、前記ばね部を形成する際に前記弾性体の短手方向中央部に湾曲凸面を凹ませた絞り部を前記弾性体の長手方向に沿って合わせて形成する請求項１記載の弾性体の製造方法。
3. 前記第一成形工程後、前記第一金属板材の前記第一連結部が連結する端面部に折曲げ部が前記第一金属板材の長手方向に沿って起立形成される請求項１又は請求項２記載の弾性構造体の製造方法。
4. 前記打ち抜き工程において、前記フレーム部と前記第一連結部を介して連結する前記第一金属板材の連結部位となる端面部両側にノッチが各々形成されている請求項３記載の弾性構造体の製造方法。
5. 請求項１乃至請求項４記載のうちいずれか１項記載の弾性構造体の製造方法を用いて製造された弾性構造体が、環状に形成されたバンド部材の内周面に前記ばね部が当接するように前記プレートを接合されて一体に組み付けられる締付けバンドの製造方法。

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